Python, практические примеры
материал посвящен практическому обзору некоторых основных возможностей языка Python
От теории языка перейдем к практике – настоящим примерам работы Питона и быстрому осмотру его возможностей.
Синтаксис Python
Основным свойством Python является то, что он не требует явного объявления переменных и является регистрозависимым, то есть переменная var не эквивалентна переменной Var или VAR – это три разные переменные.
Интересной особенностью Python является то, что он не содержит операторных скобок (begin…end в Паскале или {..} в C), вместо этого блоки выделяются отступами: пробелами или табуляцией, как в языке Ruby. Вход в блок из операторов осуществляется двоеточием. Однострочные комментарии начинаются со знака фунта #, многострочные начинаются и заканчиваются тремя двойными кавычками ”””. Для того чтобы присвоить значение переменной, используется знак =, а для сравнения — ==. Для увеличения значения переменной или добавления к строке используется +=, а для уменьшения -=. Все эти операции могут взаимодействовать с большинством типов, в том числе со строками. К примеру:
>>> myvar = 3
>>> myvar += 2
>>> myvar -= 1
«»"Это многострочный комментарий
Строки, заключенные в три двойные кавычки, игнорируются"""
>>> mystring = «Hello»
>>> mystring += " world."
>>> print mystring
Hello world.
# Следующая строка меняет
значения переменных местами. (Всего одна строка.)
>>> myvar, mystring = mystring, myvar
 |
Структуры данных Python
Питон содержит такие структуры данных, как списки (lists), кортежи (tuples) и словари (dictionaries).
Списки Python похожи на одномерные массивы (однако можно использовать список, включающий другие списки, – многомерный массив).
Кортежи – неизменяемые списки.
Словари – тоже списки, но индексы могут быть любого типа, а не только числовые.
«Массивы» Питона могут содержать данные любого типа, то есть в одном массиве могут находиться как числовые, строковые, так и другие типы данных. Массивы начинаются с индекса 0, а последний элемент можно получить по индексу -1. Переменным можно присваивать функции и использовать их соответственно.
>>> sample = [1, ["another", «list»], ("a", «tuple»)] #Список состоит из целого числа, другого списка и кортежа
>>> mylist = ["List item 1", 2, 3.14] #Этот список содержит строку, целое и дробное число
>>> mylist[0] = «List item 1 again» #Изменяем первый (нулевой) элемент листа mylist
>>> mylist[-1] = 3.14 #Изменяем последний элемент листа
>>> mydict = {"Key 1": «Value 1», 2: 3, «pi»: 3.14} #Создаем словарь с числовыми и целочисленными индексами
>>> mydict["pi"] = 3.15 #Изменяем элемент словаря под индексом «pi».
>>> mytuple = (1, 2, 3) #Задаем кортеж
>>> myfunction = len #Python позволяет таким образом объявлять синонимы функции
>>> print myfunction(list)
3
Можно также использовать часть массива, задавая первый и последний индексы через двоеточие :. В таком случае получается часть массива от первого индекса до второго не включительно. Если не указан первый элемент, то отсчет начинается с начала массива, а если не указан последний, то массив считывается до последнего элемента. Отрицательные значения определяют положение элемента с конца. Например:
>>> mylist = ["List item 1", 2, 3.14]
>>> print mylist[:] #Считываются все элементы массива
['List item 1', 2, 3.1400000000000001]
>>> print mylist[0:2] #Считываются нулевой и первый элементы массива.
['List item 1', 2]
>>> print mylist[-3:-1] #Считываются элементы от нулевого (-3) до второго (-1) (не включительно)
['List item 1', 2]
>>> print mylist[1:] #Считываются элементы от первого до последнего
[2, 3.14]
Строки Python
Строки в Питоне обособляются двойными “ или одинарными ‘ кавычками. Внутри двойных кавычек могут присутствовать одинарные, и наоборот. Строка кода “Он сказал ‘привет’!” будет выведена как «Он сказал ‘привет’!». Если необходимо использовать строку из нескольких строчек, то эту строку нужно начинать или заканчивать тремя двойными кавычками “””. Можно также подставить в шаблон строки элементы из кортежа или словаря. Знак процента % между строкой и кортежем заменяет в строке символы %s на элемент кортежа. Словари позволяют вставлять в строку элемент под заданным индексом – для этого нужно использовать в строке конструкцию вида %(индекс)s. В этом случае вместо %(индекс)s будет подставлено значение словаря под заданным индексом.
>>>print "Name: %s\nNumber: %s\nString: %s" % (myclass.name, 3, 3 * "-")
Name: Poromenos
Number: 3
String: ---
strString = «»"Этот текст расположен
на нескольких строках"""
>>> print "This %(verb)s a %(noun)s." % {"noun": «test», «verb»: «is»}
This is a test.
Операторы Python
Операторы while, if, for составляют операторы перемещения. Аналога оператора select нет, поэтому придется обходиться только if. В операторе for происходит сравнение переменной и списка. Для того чтобы получить список цифр до числа
rangelist = range(10) #Получаем список из десяти цифр (от 0 до 9)
>>> print rangelist
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
for number in rangelist: #Пока переменная number (которая каждый раз увеличивается на единицу) входит в список...
# Проверяем входит ли переменная
# numbers в кортеж чисел (3, 4, 7, 9)
if number in (3, 4, 7, 9): #Если переменная number входит в кортеж (3, 4, 7, 9)...
# Операция «break» обеспечивает
# выход из цикла в любой момент
break
else:
# «continue» осуществляет «прокрутку»
# цикла. Здесь это не требуется, так как после этой операции
# в любом случае программа переходит опять к обработке цикла
continue
else:
# «else» указывать необязательно. Условие выполняется,
# если цикл не был прерван при помощи «break».
pass # Ничего не делать
if rangelist[1] == 2:
print "The second item (lists are 0-based) is 2"
elif rangelist[1] == 3:
print "The second item (lists are 0-based) is 3"
else:
print «Dunno»
while rangelist[1] == 1:
pass
Функции Python
Для объявления функции служит ключевое слово def. Аргументы функции задаются в скобках после названия. Можно задавать необязательные аргументы, присваивая им значение по умолчанию. Функции могут возвращать кортежи, в таком случае надо писать возвращаемые значения через запятую. Ключевое слово lambda служит для объявления элементарных функций. Пример:
# arg2 и arg3 — необязательные аргументы, принимают значение, объявленное по умолчанию,
# если не задать им другое значение при вызове функции.
def myfunction(arg1, arg2 = 100, arg3 = «test»):
return arg3, arg2, arg1
#Функция вызывается со значением первого аргумента — «Argument 1», второго — по умолчанию и третьего — «Named argument».
>>>ret1, ret2, ret3 = myfunction("Argument 1", arg3 = «Named argument»)
# ret1, ret2 и ret3 принимают значения «Named argument», 100, «Argument 1» соответственно
>>> print ret1, ret2, ret3
Named argument 100 Argument 1
# Следующая запись эквивалентна def f(x): return x + 1
functionvar = lambda x: x + 1
>>> print functionvar(1)
2
 |
Классы Python
Язык Питон ограничен в множественном наследовании в классах. Внутренние переменные и внутренние методы классов начинаются с двух знаков нижнего подчеркивания: __ (к примеру: __myprivatedefault). Также можно присвоить значение переменной класса извне, например:
class Myclass:
common = 10
def __init__(self):
self.myvariable = 3
def myfunction(self, arg1, arg2):
return self.myvariable
# Здесь мы объявили класс Myclass. Функция __init__ вызывается автоматически при инициализации классов.
>>> classinstance = Myclass() # Мы инициализировали класс, и переменная myvariable приобрела значение 3, как заявлено в методе инициализации
>>> classinstance.myfunction(1, 2) #Метод myfunction класса Myclass возвращает значение переменной myvariable
3
# Переменная common объявлена во всех классах
>>> classinstance2 = Myclass()
>>> classinstance.common
10
>>> classinstance2.common
10
# Поэтому, если мы изменим ее значение в классе Myclass, изменятся
# и ее значения в объектах, инициализированных классом Myclass
>>> Myclass.common = 30
>>> classinstance.common
30
>>> classinstance2.common
30
# А здесь мы не изменяем переменную класса. Вместо этого
# мы объявляем оную в объекте и присваиваем ей новое значение
>>> classinstance.common = 10
>>> classinstance.common
10
>>> classinstance2.common
30
>>> Myclass.common = 50
# Теперь изменение переменной класса не коснется
# переменных объектов этого класса
>>> classinstance.common
10
>>> classinstance2.common
50
# Следующий класс является наследником класса Myclass,
# наследуя его свойства и методы, к тому же класс может
# наследоваться из нескольких классов, в этом случае запись
# такая: class Otherclass(Myclass1, Myclass2, MyclassN)
class Otherclass(Myclass):
def __init__(self, arg1):
self.myvariable = 3
print arg1
>>> classinstance = Otherclass("hello")
hello
>>> classinstance.myfunction(1, 2)
3
# Этот класс не имеет свойства test, но мы можем
# объявить такую переменную для объекта. Причем
# эта переменная будет членом только classinstance.
>>> classinstance.test = 10
>>> classinstance.test
10
Исключения Python
Исключения имеют структуру try-except [exceptionname], например:
def somefunction(): try:
# Деление на ноль вызывает ошибку
10 / 0
except ZeroDivisionError:
# Но программа не «выполняет недопустимую операцию»,
# а обрабатывает блок исключения, соответствующий ошибке «ZeroDivisionError»
print "Oops, invalid."
>>> fnexcept()
Oops, invalid.
Импорт в Python
Внешние библиотеки Питона можно подключить процедурой import [libname], где [libname] – это название подключаемой библиотеки. Также можно использовать команду from [libname] import [funcname], чтобы можно было использовать отдельную функцию [funcname] из библиотеки [libname]. Пример:
import random #Импортируем библиотеку «random»
from time import clock #И заодно функцию «clock» из библиотеки «time»
randomint = random.randint(1, 100)
>>> print randomint
64
Работа с файловой системой Python
Питон имеет много встроенных библиотек. В примере ниже объясняется попытка сохранить в бинарном файле структуру списка, ее прочтения и сохранение строки в текстовом файле. Для преобразования структуры данных используется стандартная библиотека pickle.
import pickle
mylist = ["This", «is», 4, 13327]
# Откроем файл C:\binary.dat для записи. Символ «r»
# предотвращает замену специальных символов (таких как \n, \t, \b и др.).
myfile = file(r"C:\binary.dat", «w»)
pickle.dump(mylist, myfile)
myfile.close()
myfile = file(r"C:\text.txt", «w»)
myfile.write("This is a sample string")
myfile.close()
myfile = file(r"C:\text.txt")
>>> print myfile.read()
'This is a sample string'
myfile.close()
# Открываем файл для чтения
myfile = file(r"C:\binary.dat")
loadedlist = pickle.load(myfile)
myfile.close()
>>> print loadedlist
['This', 'is', 4, 13327]
Особенности языка Python
— Условия могут комбинироваться. 1 < a < 3 выполняется только тогда, когда элемент а больше 1, но меньше 3.
— Операция del используется для очищения переменных или элементов массива.
— Питон имеет большие возможности для работы со списками. Можно использовать операторы объявления структуры списка. Оператор for позволяет задавать элементы списка в определенной последовательности, а if – выбирать элементы по условию.
>>> lst1 = [1, 2, 3]
>>> lst2 = [3, 4, 5]
>>> print [x * y for x in lst1 for y in lst2]
[3, 4, 5, 6, 8, 10, 9, 12, 15]
>>> print [x for x in lst1 if 4 > x > 1]
[2, 3]
# Оператор «any» возвращает true, если хотя
# бы одно из условий, входящих в него, выполняется
>>> any(i % 3 for i in [3, 3, 4, 4, 3])
True
# Следующая процедура подсчитывает количество
# подходящих элементов в списке
>>> sum(1 for i in [3, 3, 4, 4, 3] if i == 3)
3
>>> del lst1[0]
>>> print lst1
[2, 3]
>>> del lst1
 |
Глобальные переменные Питона объявляются вне функций и могут быть прочитаны без объявлений, но если вам необходимо изменить значение глобальной переменной из функции, то необходимо объявить ее в начале функции ключевым словом global. Если это условие не будет выполнено, то Питон объявит переменную, доступную только для этой функции.
number = 5
def myfunc():
# Выводит 5
print number
def anotherfunc():
# Это вызывает исключение, поскольку глобальная переменная
# не была вызвана из функции. Python в этом случае создает
# одноименную переменную внутри этой функции и доступную
# только для операторов этой функции.
print number
number = 3
def yetanotherfunc():
global number
# И только из этой функции значение переменной изменяется
number = 3
Естественно, это далеко не все возможности языка Python, однако вышеприведенного списка вполне достаточно, для того чтобы усвоить некоторые особенности языка.
Стоит также отметить, что Python активно используется в таких компаниях, как уже упомянутая Google, NASA, «Яндекс», Apple, Институт космического телескопа (STSCI), DreamWorks Pictures. А корпорация Apple использует Python и Twisted для разработки сервера календарей iCal.
От этой точки мы перейдем к осмотру Django – одного из самых популярных сегодня фреймворков, написанного непосредственно на Питоне.
Ссылки по теме
